퀵 커넥트 카플링 재질 : 플라스틱 vs 금속

최적의 퀵 커넥터를 선택하는데 있어서 재질은 고려해야 할 특성의 일부에 불과 합니다. 퀵 커넥터는 설치와 수리시에도 영향을 주기 때문에 퀵 커넥트의 성능, 퀵 커넥트를 장착할 기계나 장비 그리고 커넥터의 재료 등 다양한 것을 고려해야합니다.

파이프, 튜빙, 수형 피팅, 암형 피팅, 스페이서, 플랜지 및 개스킷과 마찬가지로 유압용 퀵 커넥트, 유체용 퀵 커넥트, 공압용 퀵 커넥트 등도 역시 스테인리스 스틸, 알루미늄, 탄소강, 황동, 구리, 철, 니트릴, 탄화플루오르, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), ETFE, PVDF, PFA, FEP, PVC(폴리비닐), CPVC, PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌), PEEK, PEK, 나일론, 비닐, PCTFE 및 UHMW로 만들어집니다.

다양한 퀵 커넥트 재료만큼 다양한 퀵 커넥트 타입은 유압, 오일, 유체 또는 가스 시스템에 맞춰서 안전과 성능을 고려하여 만들어집니다. 가장 보편적으로 사용되는 퀵 커넥터 종류는 볼 록 카플링(Ball Lock Couplings) 롤러 록 카플링(Roller Lock Couplings), 핀 록 카플링(Pin Lock Couplings), 누유방지에 효과적인 플랫-페이스 카플링(Flat Faced Couplings), 바요넷 타입 카플링(Bayonet Couplings), 볼 록 케그 카플링(Keg Ball Lock Couplings), 링 록 카플링(Ring Lock Couplings) 및 캄 록 카플링(Cam Lock Couplings) 등이 있습니다. 큇 커넥터는 단일 카플링, 푸시-투-커넥트, 포핏 타입 또는 퀵 릴리즈 카플링으로도 나눌 수 있습니다.

플라스틱 또는 금속 중 어떤 소재가 가장 퀵 커넥트에 적합한 소재인지 확인하려면 먼저 퀵 커넥트 카플링의 사양과 등급을 이해하는 것이 중요합니다. 등급과 함께 제한 조건(온도, 압력, 유량, 부피, 압력 서지 및 예상 연결/분리 주기 등)을 유압, 유체 또는 공압 시스템의 매개변수와 비교하세요. 또한 퀵 커넥터 타입과 설계를 이해하고 어떤 카플링이 시스템에 최적의 안전과 효율성을 제공할 수 있을지 알아야 합니다. 제조사라면 카플링 및 밸브 설계 등을 교체하는 것을 권장합니다. 그러나 기술 발전에 따라 새롭고 혁신적인 유체나 가스가 개발되고, 이런 새로운 물질은 더 높은 압력과 온도를 갖게 되는 경우가 있습니다. 때문에, 어째서 현재 사용하는 퀵 커넥트 카플링이 유압, 유체 또는 공압 시스템에 가장 적합한 제품으로 선정되었는지 이해해야 시스템을 업그레이드할 때도 응용할 수 있습니다.

시스템의 유량, 압력 및 온도 정격을 퀵 커넥터의 사양과 일치시킬때, 소재 선택을 위해 퀵 커넥트가 사용될 장치를 자세히 살펴봐야 합니다. 공기, 가스, 화학 물질, 액체, 오일 또는 물 등을 안전하게 공급하기 위해 맞춤 설계 및 재료가 필요한 경우는 아래와 같습니다.

- 화학용

화학물질 사용하는 카플링의 경우, 연료, 오일, 솔벤트, 산 그리고 그외 강한 화학물과 같은 부식성 있는 화학물질에 견딜 수 있어야 합니다. 액체, 오일, 가스 등 시스템에 사용되는 물질은 물론이고 앞서 말한 부식성 화학물질과 카플링 재질의 화학적 친화성(chemical compatibility)을 반드시 확인해야 합니다.

- 가스용

가스용 퀵 커넥터는 단단한 연결이 보장돼야 합니다. 인화성 가스의 경우, 씰링과 장비 사이의 피팅이 가스가 새지 않도록 단단하게 연결돼야 합니다. 프로판 가스용 퀵 커넥트 카플링과 천연 가스용 카플링은 반드시 안전과 높은 성능을 보장하는 제품이여야 합니다. 피팅의 누기를 방지하여 사용자의 안전을 지키기 위해, 카플링 재질과 씰링은 우수한 원료로 제작돼야 합니다.

-유압용

고성능 유압용 카플링은 시스템 점검이나 기계 보수 작업을 하는 동안 유압 시스템의 유량 및 압력 조건을 유지시켜 원활한 유지보수 작업을 할 수 있도록 도와줍니다. 카플링이 시스템 작동에 필요한 조건을 안전하게 처리할 수 있도록 압력 등급(일반적으로, 유압 피팅은 높은 압력 등급을 충족해야 함) 및 유량에 주의하십시오. 또한 작동유의 점도와 시스템의 온도 및 기계 주변의 온도를 고려하십시오. 초고압 유압에 견디는 견고한 퀵 커넥트를 찾는다면 금속 소재 퀵 카플링이 가장 적합합니다 (참고; ISO DIS 13031 – 토건용 건설중장비– 퀵 커플러 – 안전 및 BS ISO 5675 – 농업용 트랙터 및 기계 – 범용 퀵 유압 카플링)

- 공압용

공압용 피팅에 있어서 중요한 것은 유량입니다. 공기를 공급 라인에 장착된 호스나 피팅 중 가장 많은 일을 하게 되기 때문입니다. 거친 작업 환경에서 견딜 수 있는 높은 내구성을 가진 재료 선택이 필요합니다.

- 식음료

식음료분야 사용 적합 판정을 받은 퀵 카플링은 유체, 액체, 가스 등을 이용하는 식음료, 의료, 제약 등 산업군에서 위생 특성을 유지할 수 있어야 합니다. 또한 퀵 커넥트는 가스나 화학 물질이 직접 또는 시스템 작동에 의한 화학 반응을 통해 새는 것을 방지 할 수 있어야 합니다.\

 - 워터용

워터용 퀵 커넥트 카플링은 물의 오염을 방지해야 합니다. 앞서 말한 시스템보다는 저압에서 사용되는데, 시스템 내부에 있는 물은 산업용수나 도시용수로 사용되며, 공공의 목적으로 사용되기도 합니다. 이런 이유로 퀵 커넥트는 산업용 장비 또는 제품을 손상시킬 수 있는 이물질이나 오염 물질뿐만 아니라 위험한 화학 물질이 함유되어선 안됩니다.

물론, 상기에 설명된 분야 외에도 수많은 하위 분야들이 존재하며, 경우에 따라 표준형 제품이 아닌 맞춤형 스펙을 요구하기도 합니다. 시스템마다 다른 스펙들을 충족시키기 위해서, 플라스틱 혹은 금속재 카플링을 커스텀 할 수 있습니다. 다음은 퀵 커넥트 피팅 구성에 가장 일반적으로 사용되는 금속 및 플라스틱에 대한 안내입니다.

금속재 퀵 커넥터

금속재 퀵 커넥터의 장점

금속으로 만든 퀵 커넥터는 플라스틱보다 견고하고 고온에 더 잘 견딥니다. 또한, 플라스틱 커넥터보다 높은 압력과 압력 서지에서도 사용할 수 있습니다.

- 알루미늄Aluminum – 알루미늄 퀵 카플링은 가볍고 부식에 강하며 비용면에서 다른 금속재 카플링보다 저렴합니다. 그러나 스크래치에 약한 편이고, 합금하지 않고 알루미늄만 사용했을 경우, 마모가 쉽기 때문에 아연, 구리, 실리콘, 망간 등을 섞어 강도와 경도를 높여줍니다.

- 황동 Brass – 황동으로 만들어진 퀵 카플링(구리 및 아연 합금)은 견고하고 부식에도 강하며, 구리나 아연 배관에도 이상반응이 일어나지 않습니다. 또한, 동 소재는 전도성이 높으며 고온에서도 잘 견디는 특성이 있습니다. 이런 특성 때문에 동은 퀵 카플링을 만드는데 널리 사용됩니다. 열에도 강하고 다른 금속보다 가공이 쉬운 이점이 있기 때문에, 제조업체에서도 선호합니다.

- 청동 Bronze – B청동으로 만든 퀵 카플링(구리 혹은 주석 합금)은 단단하지만 황동소재보다는 잘 부숴집니다. 청동 소재 제품은 거친 작업 현장이나 염분이 있는 곳에서도 잘 견디며, 부식성 환경이나 유압 시스템의 높은 온도에서도 잘 견딥니다. 납땜 또는 용접 연결을 사용해야 하는 경우 스테인리스강 퀵 커넥트 카플링보다 청동 혹은 황동을 선호합니다.

- 주철 Cast Iron – C주철은 퀵 카플링 재료로 널리 사용되진 않으나, 유체 트랩, 플랜지, 파이프, 벤트 튜빙 및 폐기물 제거와 같이 보조 시스템 구성품으로 많이 사용됩니다. 주철은 연마 파편이나 고형 폐기물, 폐수 등에 견디는 특성을 가지고 있어 폐수 시스템에 적합합니다.

- 구리 Copper – 구리는 탁월한 내식성을 가지고 있어 퀵 커넥터의 구성요소로 사용됩니다. 구리는 유연성과 작업성이 좋아 배관을 사용하는 장비나 장치에 많이 사용되는데, 퀵 커넥트 카플링 구성요소로 사용시, 연질 상태로 사용될 때보다 단단하고 마모에 덜 민감하도록 가공 경화합니다.

- 스틸 및 탄소강 Steel and Carbon Steel – 스틸과 탄소강은 (철과 탄소를 혼합할 경우) 매우 단단하고 탄성이 높아집니다. 스테인리스 스틸 퀵 커넥터와 탄소강 퀵 커넥터는 동이나 구리 소재보다 충격에 강하며, 스틸 커넥터의 경우 다양한 온도에서 사용이 가능하기 때문에 거친 작업 현장에서 사용하는 장비에 적합합니다. 탄소강 커넥터는 스테인리스 스틸보다 내식성이 높은 특성을 가지고 있습니다. 혼합 스틸 합금 외에도 녹이나 화학물에 내성 있는 카플링을 만들기 위해 스틸을 아연 도금하는 방법도 있습니다.

- 스테인리스 스틸 Stainless Steel – 스테인리스 스틸 퀵 카플링은 가성화학물질이나 기타 부식성 액체, 오일, 가스등에 대해 탄성과 내구성이 높아 가장 많이 사용되고 있습니다. 다양한 압력과 고온에 견디고, 내식성이 높은 제품을 찾는다면 스테인리스 스틸이 적합합니다.

플라스틱 퀵 커넥터

플라스틱 퀵 커넥터의 장점

플라스틱은 저렴한 단가로 비용적 장점을 제공합니다. 또한 녹이 슬지 않아 녹으로 인해 밸브가 풀리거나 잠길 가능성이 낮고, 무게가 가벼워 운송 비용 절감이 가능합니다

*플라스틱 퀵 카플링 설치 시 밸브/파이프를 과도하게 조이면 커넥터 본체, 밸브, 플랜지 및 씰이 손상될 수 있습니다.

- 테프론 Teflon (PTFE) – 테프론 퀵 카플링은 매끄럽고 달라붙지 않는 표면으로 내화학성이 있어 안정적인 유속을 촉진하고 매체 축적을 제거하는 데 도움이 됩니다. PTFE 피팅은 마찰 계수가 낮고 유전 능력이 우수합니다. PTFE 피팅은 화학적으로 불활성이며 화학 물질, 부식성 유체, 오일, 음용수 및 압축 가스와 잘 작동합니다.

- PVDF (Kynar, Hylar, KF) (불소수지) – PVDF(불소수지) 소재를 사용하면 테프론, PFA, FEP보다 비용면에서 유리합니다. Kynar 피팅과 커넥터는 저압을 사용하는 유체나 가스 장비에 사용됩니다. PVDF는 폴리프로폴렌보다 산과 솔벤트에 잘 견디는 소재입니다. PVDF 피팅은 화학 물질로 인한 열화(劣化)에 매우 강하며 다른 플라스틱 피팅보다 높은 온도의 유체와 가스에서 견딥니다.

- PFA (플루오로수지) – PFA 소재는 강한 성분의 화학물을 다루는 분야에서 널리 사용됩니다. PFA소재는 가스 스크러버, 원자로, 격납 탱크 및 배관의 침식을 방지하기 한 화학물 탱크의 라이너로 사용됩니다. PFA 파이프 및 피팅은 부식성 계면활성제 및 화학 물질에도 장시간 견디는 내식성을 가지고 있습니다.

- PVC (폴리염화비닐) – PVC피팅은 화학 처리, 산업용 도금, 냉각수 분배 및 이동, 탈이온수 라인, 화학 배수 및 폐수 처리 시스템 등에서 널리 사용됩니다. PVC 피팅은 견고하며 다양한 압력 등급으로 제공됩니다.

- 폴리에틸렌 (PE) –PE는 강력한 열가소성 수지로, 전기적 특성이 뛰어나지만 고온에 약합니다. PE 피팅은 화학적 호환성이 우수하지만 응력 균열이 발생하기 쉽습니다. PE 피팅의 또 다른 문제는 UV에 약하고, 배리어 특성이 낮습니다. PE 피팅은 압력이나 온도 변화가 거의 없는 물을 사용하는 시스템에 널리 사용됩니다.

- 폴리프로필렌 (PP) – PP(폴리프로필렌) 퀵 커넥트는 냉매 전달에 적합합니다. PP는 PVC와 유사한 특성을 가지고 있지만 더 다양하고 내구성이 있습니다. PVC와 달리 UV, 풍화 및 오존 손상을 견딜 수 있기 때문에 외부에 노출되는 장비나 장치에 사용할 수 있습니다.

플라스틱 vs 금속 퀵 커넥터 결론

최고의 퀵 커넥트 카플링을 선택시 재료는 고려해야 할 여러가지 요인 들 중 하나라는 것을 기억하며, 장비와 카플링 각각의 스펙을 함께 유기적으로 고려해야 합니다.

장기적으로 유리한 선택이 결과적으로 좋은 선택이 될 것입니다. 저렴하거나 성능이 낮은 퀵 커넥트 피팅을 사용하면, 잦은 수리와 이로 인해 길어지고 잦아지는 다운타임, 장비 및 기계 성능 문제는 물론 유압, 유체 및 공압 구성 요소의 수명에도 영향을 끼칠 수 있습니다.

플라스틱과 금속재 퀵 커넥터 중 어떤 소재가 더 좋을까요?

정답은 "상황에 따라 다르다."입니다. 일반적으로 금속재 퀵 커넥터는 고온 및 고압 시스템 요구 사항을 처리할 때 플라스틱 퀵 커넥터 유리합니다. 플라스틱 퀵 커넥터는 저온 및 저압을 사용하는 경우에도 충분히 사용이 가능하지만, 커넥터가 고장이나 손상되었을 때 치명적이지 않은 장비나 기계에 적합한 소재라고 할 수 있습니다. 항상 안전을 먼저 고려하십시오.